煤矿公司矿井综合防灭火专项设计范本_第1页
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文档简介

PAGE107/NUMPAGES109前言为了贯彻“安全第一,预防为主、综合治理”的指导思想,提高矿井的防灭火能力,特进行矿井防灭火专项设计。一、设计目的1、为认真贯彻“安全第一,预防为主、综合治理”的安全生产方针,提高我矿的本质安全程度和安全治理水平,操纵煤矿生产中的危险、有害因素,降低煤矿生产安全风险,预防事故发生,爱护煤矿从业人员的健康、生命安全及财产安全。2、为了能合理有效的操纵自燃煤层发生自燃事故,降低事故的发生概率,提高职工的生命财产安全和煤矿安全的可持续进展。二、设计依据1、《煤矿安全规程》规定,开采有自燃倾向性煤层的矿井,在矿井和新水平的设计中必须采取综合(包括开拓开采,巷道布置,开采方法,回采工艺,通风方式和通风系统等)以及(包括灌浆或注沙、喷注阻化剂、注入惰性气体、均压技术等)预防煤层自燃发火措施,又规定:开采有自燃倾向性的煤层,必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采纳预防性灌浆或全部填充、喷洒阻化剂、注入阻化泥浆、惰性气体以及均压通风等措施,防止自燃发火。2、《设计规范》规定:二级自然矿井以建立注浆或注砂为主,以阻化剂或均压技术为辅的防灭火系统和预测预报系统并配备惰性气体装备。3、依照中煤科工集团重庆研究院鉴定报告我矿4#、5#煤层自燃倾向性等级为II类,属自燃煤层,因此依照《矿井防灭火规范》及《煤矿注浆防灭火技术规范》等为依据进行设计。4、国家关于矿井防灭火的治理规定及要求。三、设计的要紧任务1、对兴无煤矿的地质条件以及矿井设计概况进行了综述。2、对生产过程中可能出现的自燃事故进行分析,并编制和选择了相应的防治措施和装备。做到“安全第一,预防为主”。3、依照矿井生产特点,对矿井自燃,一氧化碳和温度进行实时监测,以便矿领导及有关人员及时了解情况,采取有效措施。四、依据的法律、条例、规程、规范、细则1、2012年国家安全监察总局、煤矿安全监督治理总局下发的《关于矿井防灭火的治理规定及要求》。2、《煤矿安全规程》;3、国家安全生产监督治理局公布的《矿井防灭火规范》及《煤矿注浆防灭火技术规范》;4、其他相关法律、法规及各种行业性规范。5、柳林县煤矿通风瓦斯治理实施细则(2013年)第一章矿井概况及安全条件第一节井田概况一、地理概况山西柳林兴无煤矿有限责任公司,位于柳林县城东,直距6km的庄上镇庄上村,行政区划属柳林县庄上镇管辖。其地理坐标为:东经110°54′24″-110°56′48″,北纬37°21′24″-37°24′29″。中心点坐标:X=4139160Y=19493690山西柳林兴无煤矿有限责任公司采矿许可证号为C1400002009101220041023,批准开采4-10号煤层,生产规模1.2Mt/a,有效期自2012年10月29日至2042年10月29日。矿区面积11.6305km2,开采深度由840-570m标高,井田范围由下列11个拐点坐标依次连线圈定(表1):山西柳林兴无煤矿有限责任公司矿界范围坐标表1西安80坐标系(6°带)X坐标Y坐标14140491.3337490449.6924136951.3237493359.7234136471.3337494319.7344136841.3337495199.7354137631.3337494819.7364138931.3437495229.7274141003.3437493956.7084140761.3437493344.7094140951.3437493235.70104140196.3337491154.70114140651.3337490929.69二、地质条件:我矿地处河东煤田,现主采煤层为4#主焦煤、5#主焦煤,4号煤层在井田内要紧稳定可采煤层,为全部可采煤层,煤层厚度2.15~4.22m,平均为3.09m。结构简单,大部分不含夹矸,小部分含一层夹矸,夹矸厚度0~0.50m。煤层顶板为中细粒砂岩、泥岩沉积;底板为泥岩,细砂岩沉积。5号煤层位于山西组底部,为较稳定煤层,大部分可采煤层,上距4号煤层7.01m,厚度为0.45~1.90m,平均为1.24m,大部分可采,局部含一层夹矸,夹矸厚约0~0.30m。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩;底板为泥岩、细砂岩。在井田范围内可能无较大的断层,地质条件不太复杂。1、地层、所采煤层地质情况:本井田位于鄂尔多斯盆地东部边缘,河东煤田中部,大地构造位置处于华北地块之次级构造单元河东凹块之中。井田内地表大部被第四系中上更新统黄土覆盖,仅在沟谷中局部出露上第三系、二叠系石盒子组地层。现依照区域地层资料及井田内钻孔揭露的情况,将本井田地层由老到新分不叙述如下:(1)、奥陶系中统峰峰组(02f)岩性要紧为厚层状深灰色石灰层,上部含较多铁质而呈棕红色,下部较纯,呈乳白色。岩层夹有薄层白云质灰岩或泥灰岩,局部裂隙发育,多被方解石脉充填。依照区域资料,本组厚度大于100m。(2)、石炭系(C)eq\o\ac(○,1)中统本溪组(C2b)本溪组地层上部以灰色、深灰色的泥岩、砂质泥岩为主,夹薄层细砂岩,下部为灰色粘土岩、铁铝岩,局部有黄铁矿层或山西式铁矿和铝土矿层。本组厚度为37.10-44.10m。平均42.82m,与下伏地层呈平行不整合接触关系。eq\o\ac(○,2)上统太原组(C3t)本组地层为一套海、陆交互相含煤沉积建筑,系本区要紧含煤地层之一,底部为黄褐色厚层状石英砂岩(K1),厚2-3m,下部为灰褐、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、薄层砂岩、石灰岩及8上、8、9、10号煤层,其中9号煤层为稳定的全区可采煤层,8、10号煤层为稳定的大部可采煤层,8上号煤层为不可采煤层。上部岩性要紧为灰岩、泥岩、砂质泥岩以及6、7号煤层,6号煤层为不稳定的局部可采煤层,7号煤层为不可采煤层。三层灰岩由下而上分不为L3、L4、L5,其厚度均为4-5m。本组地层厚度为79.60-111.79m。平均100.22m。与下伏地层呈整合接触关系。(3)、二叠系eq\o\ac(○,1)下统山西组(P1s)本组为本区要紧含煤地层之一,要紧由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成,本组厚度30.80—68.91m,为平均60.61m,含2、3、4、5号四层煤,其中2、3号为不可采煤层,4号煤层为全区可采煤层,5号煤层为大部可采煤层。底部以K3砂岩为界与下伏太原组地层呈整合接触关系。eq\o\ac(○,2)下统下石盒子组(P1x)本组地层厚度105.00—139.70m,为平均113.27m,为一套陆相沉积地层,岩性要紧为黄绿色中细粒砂岩、灰绿色泥岩、砂质泥岩以及杂色泥岩组成,与下伏地层呈整合接触关系。一段:以砂岩、泥岩沉积为主、下部为中、细砂岩沉积,中部为泥岩沉积,上部为砂岩沉积;顶部为灰黑色泥岩沉积,含铝土,厚度为33.00-49.70m,平均41.10m。二段:要紧为泥岩、砂岩沉积,顶部为紫红色泥岩沉积,是上、下石盒子组分界的标志层,本段厚度为72.00-90.00m,平均72.17m。eq\o\ac(○,3)上统上石盒子组(P2s)本组地层在井田内出露不全,揭露厚度为0-147.09m,平均为70.38m。为一套陆相碎屑岩沉积地层,岩性为灰绿色、深灰色砂岩、泥岩互层,局部有紫红色泥岩,与下伏地层呈整合接触关系。(4)、上第三系上新统(N2)本组地层分布于沟谷的半坡上,厚度0-71.56m,平均为25.89m。岩性要紧为紫红色亚砂土、亚粘土、含钙质结核层,与下伏地层呈角度不整合接触关系。(5)、第四系eq\o\ac(○,1)中上更新统(Q2+3)为浅黄色黄土、棕黄色粉砂土,垂直节理发育,直立性好,厚度为0-108.23m,平均为57.60m,与下伏地层呈角度不整合接触关系。eq\o\ac(○,2)全新统(Q4)为现代冲洪积物和坡积物,岩性为砂砾、碎石及砂土的混合物,要紧发育在大沟谷中,厚度0-15m,平均为6.00m,与下伏地层呈角度不整合接触关系。2、含煤地层井田内含煤地层要紧为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。现自下而上分不叙述如下:(1)、石炭系上统太原组(C3t)为海陆交互相沉积,以其底部K1砂岩与本溪组地层分界,与下伏地层呈整合接触。本组地层由砂质泥岩、泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成,成煤环境稳定,沉积旋回明显,厚度为79.60-111.79m。平均100.22m。按沉积环境特征,以8号煤层顶板及L5顶分为三段:eq\o\ac(○,1)下段(C3t1)从太原组底部的(K1)砂岩至9号煤层底板,厚度31.10-46.00m,平均为43.00m。岩性要紧为灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩、粘土岩、灰白色砂岩,泥岩中富含植物化石,本组含有10号煤层,为稳定的大部分可采煤层。eq\o\ac(○,2)中段(C3t2)从9号煤层底到L3灰岩底,厚度为19.30-28.19m,平均为24.12m。岩性要紧为灰黑色泥岩、砂质泥岩、及灰白色砂岩和煤层,要紧含有8上、8、9号煤层,9号煤层为稳定的全区可采煤层,8号煤层为稳定的大部分可采煤层,8上号煤层为不可采煤层。eq\o\ac(○,3)上段(C3t3)从L3灰岩底至K3砂岩底,厚度为29.20-37.60m,平均为33.10m。岩性要紧为L3、L4、L5三层灰岩以及泥岩和砂质泥岩,本段中含有6、7号煤层,6号煤层为局部可采煤层,7号煤层为不可采煤层。(2)、二叠系下统山西组(P1s)山西组是以陆相沉积为主的海陆交互相含煤沉积,要紧由灰黑色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰色细砂岩及煤层组成,本组中含有2、3、4、5号四层煤,2、3号为不可采煤层,4号煤层为稳定的全区可采煤层,5号煤层为稳定的大部可采煤层。本组厚度稳定性较太原组稍差,厚度为30.80—68.91m,为平均60.61m。本组从沉积特征来看,形成于海退过程中,聚煤作用发生于海退造成的滨海三角洲平原及湖泊、泻湖、潮坪环境中,砂岩层较太原组稍发育一些,而石灰岩则不发育。底部的中粗粒K3砂岩为山西组和太原组的分界线,该砂岩厚度一般为2.80-3.75m,平均为3.10m。砂岩为中粗粒结构,层状构造,泥质胶结。3、构造本井田构造简单,总体上地层走向为北西--南东、倾向向西南(190°-245°)的单斜构造,倾角3°-8°。区内未发觉有断层和陷落柱等地质构造,在今后井下开采中应注意隐伏断层和陷落柱的线索,以防事故发生。4、水文地质:1)井田地表河流该井田边界为人为划定,没有形成地质构造边界。井田内地表水属黄河流域。本井田内无常年性河流,仅井田东边界有一条名为灰塔则河沟流,沿井田边界由南向北,流经工业广场。河床最底标高位于井田东北边界处,标高为820m。经调查历年来最高洪水线标高为828m,远低于各井口标高。该河属季节性河流,向西经康家沟流入三川河,三川河由东向西径流,于柳林城西注入黄河,年平均流量2.88亿m3。由于井田内无断层及陷落柱发育,灰塔则河(包括较大沟谷雨季地表汇水)与地下水水力差不多无水力联系。地表水对地下水补给条件差。图1山西柳林兴无煤矿有限责任公司所处柳林泉域位置图2)含水层(1)、含水层eq\o\ac(○,1)第四系冲积、洪积孔隙含水层本井田部分有基岩出露外,其余皆为第四系地层所覆盖,厚度在0-123.23m,一般在63.60m左右;由粘土、亚粘土、亚砂土粉砂、细砂、中砂、粗砂及砂砾等组成。含水性由砂、砂砾层的发育程度而定。据山西148煤田地质勘探队青龙城水井不完整井简易抽水试验成果表明,单位涌水量1.27-9.54L/s.m(编大)水质为重碳酸钙镁水,矿化度597.2-1478.0mg/L,总硬度16.33-41.7德国度。eq\o\ac(○,2)基岩风化带裂隙含水层为各不同地质时代的岩石与第四系接触带,岩性破裂,风化裂隙发育。eq\o\ac(○,3)下二叠统下石盒子组砂岩裂隙含水层石盒子组砂岩,厚度大,且处于浅部,易于同意大气降水补给,富水性强于山西组砂岩,沟谷中有泉出露,流量小于1.1L/s。而深部含水层富水性弱。eq\o\ac(○,4)下二叠统山西组K3砂岩和4号煤层顶板砂岩裂隙含水层井田内分布广泛。K3砂岩厚度1.15-2.65m,平均厚度为1.90m,岩性要紧为灰白色中、细粒砂岩,裂隙不发育。4号煤层顶板砂岩局部可与4号煤层直接接触,岩性以中、细粒砂岩为主,平均厚度3.53m,裂隙不发育。据山西148煤田地质勘探队21号孔山西组含水层抽水试验,静止水位标高762.85m,单位涌水量为0.0023L/s.m,渗透系数0.000696m/d,表明该含水层含水性弱。eq\o\ac(○,5)上石炭统太原组L1、K2、L4、L5石灰岩裂隙含水层区内分布广泛,L1、K2石灰岩局部合为一层,平均厚度8.35m左右,为8号煤层之直接顶板,依照钻孔揭露岩溶裂隙不发育,仅在401号孔钻孔穿到时,冲洗液消耗量有所增加,最大涌水量4.25m³/d。L4石灰岩平均厚度8.54m,为7号煤层的直接顶板,钻孔揭露岩溶裂隙不发育,一般钻孔消耗量不大,仅在401号孔钻孔冲洗液有所增加,最大涌水量1.0m3/d。L5石灰岩平均厚度5.50m,为6号煤层的直接顶板,钻孔揭露岩溶裂隙不发育。以上四个含水层,本区内未做单层抽水试验,据21号孔混合抽水试验,该含水组静止水位标高806.04m,单位涌水量0.0007L/s.m,渗透系数0.1767m/d。eq\o\ac(○,6)奥陶系石灰岩溶裂隙含水层:本区共施工奥陶系延深孔四个(401、402、502、602)号钻孔),钻孔揭露最大厚度31.42m,与区域地层表对比,这四个钻孔均只打到峰峰组石灰岩,岩性要紧为深灰色厚层状石灰岩,埋藏较深,一般都在315m以下。从所有揭露峰峰组含水层的情况来看,该层石灰岩均发育有溶隙、溶孔等,从施工过程中冲洗液消耗量观测发觉,钻孔漏失不十分严峻。山西148煤田地质勘探队在本井田外西北900m处施工的21号孔,对奥陶系石灰岩含水层进行了抽水试验。结果表明奥灰水位标高804.62m,单位涌水量0.56L/s.m,渗透系数1.01m/d,总硬度14.66°。PH值7.7,为重碳酸氯化物淡水。区域内因地下水的不断开采,水位有所下降,本矿为了解决生产生活用水,于1991年托付吕梁地区凿井队在矿区东部施工了三个水源井。(2)、地下水的补给、排泄条件除第四系含水层以外,各要紧含水层在井田内几乎都未出露,第四系含水层要紧受大气降水补给,一般降水后水井水位明显上升,据柳林观测站多年动态观测资料,变化幅度在1.40m左右。基岩风化带含水层在第四系覆盖比较小的地段同意第四系含水层的补给。井田内要紧煤层的充水含水层,如山西组4号煤层顶板砂岩含水层和K3砂岩含水层,与太原组各石灰岩含水层在井田内几乎没有出露,与上覆基岩风化带含水层和第四系含水层之间又相距约数百米,其间还有上下石盒子组的砂质泥岩等隔水层。据此分析其补给条件较差,含水性较弱,在没有构造沟通和隔水层遭到破坏时,与其它含水层可不能产生水力联系。中奥陶统峰峰组石灰岩含水层,井田内没有出露,从河东煤田山西柳林兴无煤矿精查地质报告区域资料看,奥陶系岩溶水的补给来源是:灰岩裸露区和灰岩被松散层覆盖区同意大气降水的直接渗入补给,以及地表径流的渗漏。据柳林泉资料,柳林泉蓄水构造内裸露灰岩区的降雨入渗系数为0.185,关于地表径流的渗入补给,其只能通过灰岩区河流渗漏段补给岩溶水,渗漏段分布于离石盆地周边和王家会背斜以西三川河及其支流北川河、东川河、南川河河谷中,渗漏段总长33.0km,渗漏系数为0.02,从井田内钻孔和收集资料来看,峰峰组地层的含水性较强,在水文地质单元中所处环境应属于径流排泄带,从属于柳林泉域排泄带。3)隔水层(1)、石盒子组、山西组隔水层石盒子组、山西组隔水层为各砂岩含水层之间的粉细砂岩、泥岩。一般发育稳定,致密坚硬,具有良好的隔水性能。(2)、太原组隔水层太原组灰岩含水层之间的泥岩、粉细砂岩是灰岩含水层隔水层,无采动破坏时,是灰岩含水层之间良好隔水层。最下层煤层至本溪组之间的泥岩、粉细砂岩及铝质泥岩,和本溪组地层共同组成奥灰含水层与煤层之间隔水层,其厚度约33m。(3)、本溪组隔水层是井田内重要隔水层,厚26.67m,岩性要紧为泥岩、砂质泥岩、粘土岩、泥质胶结的砾岩,隔水性能好,区域内稳定连续,加之10号煤下无煤段总厚达75.99m,是10号煤与奥陶系灰岩间良好的隔水层。三、煤的自燃性及地温1、煤的自燃性:依照中煤科工集团重庆研究院鉴定报告我矿4#、5#煤层自燃倾向性等级为II类,属自燃煤层2、地温区内未发觉地温异常区,地温正常。第二节矿井采掘概况一、矿井采掘概况1、采掘布置及生产能力:兴无煤矿井田面积为11.6305km2,本矿井开拓方式为斜井开拓。批准可采煤层为4#、5#、6#、8#、9#、10#共6层煤,设计可采储量56090kt,服务年限22.9年,现采4#、5#煤。井筒有主斜井、副斜井、人行斜井为进风井,回风立井为回风井。全矿井共布置有一个水平、四个采区,其中三、四采区已采完,现采区为二采区4#煤层、三采区5#煤层,二采区打算布置有42207综采工作面、42110轨顺、皮顺(设备顺)两个掘进工作面,三采区布置有53204综采(53204采完后53103综采接替),53103轨道(尾巷)、皮顺两个掘进工作面。(53103掘进完毕后由53102掘进接替)矿井核定生产能力为175万吨/年。2、开采顺序依照矿区范围和矿井的开拓方式,全矿井分为两个采区开采,采区的开采方式:两个采区同时开采;煤层间的开采顺序:先开采4号煤层、其次开采5号煤层。3、采煤方法与顶板治理综采工作面采纳走向长壁式采煤法,后退式回采,采煤方法为综采,全部垮落法治理顶板,42207回采选用MG500/3.5D型采煤机落煤,SGZ-764/400型刮板输送机出煤,ZZ400/17/35型支撑掩护式液压支架支护顶板,;53204综采工作面选用MG250/560-WD型采煤机落煤,SGZ-730/400型刮板输送机出煤,ZY6000/10/20型支撑掩护式液压支架支护顶板。第二章矿井通风、监测系统第一节矿井瓦斯、煤尘、自燃、煤和地温1、瓦斯晋煤瓦发【2012】957号文件对兴无煤矿瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井,矿井最大绝对涌出量为108.34m3/min。最大相对瓦斯涌出量为29.42m3/t。2、煤尘依据山西煤矿设备安全技术检测中心2013年11月28日的鉴定报告兴无煤矿4#煤层的火焰长度55mm,煤尘有爆炸性。5#号煤层的火焰长度65mm,煤尘有爆炸性。3、煤的自燃性:依照中煤科工集团重庆研究院鉴定报告我矿4#、5#煤层自燃倾向性等级为II类,属自燃煤层5、地温据调查,本区煤矿在开采过程中,地温一般为15℃-17℃,区内地温梯度小于3℃/100m,无地热异常,属地温正常区。第二节矿井通风一、通风方式和通风系统1、通风方式矿井采纳斜井开拓,通风方法是抽出式,布置有三个进风井(主斜井、副斜井、人行斜井)和一个专用回风立井,矿井通风方式为中央分列式,回风立井安装有两台型号为NMAF-2800/1600-1G型环保节能风机,风机实现变频调节,其中一台工作、一台备用。2、通风系统矿井要紧通风线路为:三采区:人行斜井、副井(主进风)→副井井底车场→三采轨下、行人下山、三采皮下→53204综采工作面、53103综掘面5#南翼回风、5#回风下山→5#专用回风巷→总回风巷→风井→地面。二采区:人行斜井、主井(主进风)→760运输巷→二采轨下、行人下山、皮下→42207综采工作面、42110综掘面→南回风、北回风→总回风巷→风井→地面。综掘工作面均采纳局扇配合全风压通风,局扇选用FBDNO8.02×55KW、FBDNO7.12×37KW的局扇,风筒选用1000mm和800mm的大直径风筒。井下各变电所、硐室及其他巷道均采纳独立通风,且两个采区均设有专用回风巷。另外,采区变电因此及各硐室均实行独立通风。二、通风设备及反风1、矿井要紧通风机的安装和使用应符合下列要求:1)要紧通风机必须安装在地面;装有通风机的井口必须封闭严密,其外部漏风率无提升设备不得超过5%。2)要紧通风机和电动机的机座必须牢固耐用。必须保证要紧通风机连续运转。3)必须安装2套同等能力的要紧通风机及装置,其中一套运转,一套作备用,备用的一套风机必须能在10min内启动并运行正常。4)严禁采纳局部通风机或风机群作为要紧通风机使用。5)装有要紧通风机的出风井应安装防爆门,防爆门每6个月检查维修一次。6)至少每月检查一次要紧通风机,要紧通风机与备用风机每月要交替运行。7)新安装的要紧通风机投入使用前,必须进行一次通风机性能测定和运转工作,以后按期每5年进行一次性能测定。8)矿井要紧通风机要有两路直接由变电所馈出的供电线路,线路不分接任何负荷。2、反风方式、反风系统及设施矿井主扇为轴流式风机,因此采纳风机电机直接反转进行反风,在反风时调转电动机电源的两相,能够改变主扇风机动轮的旋转方向,使井下风流反向。反风特点为反风时风流方向由抽出改变为压入。要紧通风机必须装有反风设施及防爆门反锁装置,同时依照反风风流通过路线,在通风系统中构筑正向风门和反向风门,以形成矿井的反风系统。需要反风时,主扇必须能在10min内改变巷道中的风流方向;同时要紧通风机反风风量不应小于正常供风量的40%。每季度应至少检查一次反风设施,每年应进行一次反风演习。3、为保证采、掘工作面的风量,并使风流按规定流淌,在风流流淌的路线中设置有风门等通风构筑物。为防止爆炸性气体冲击主扇,在回风斜井井口设置防爆门,引风道与回风斜井之间的夹角为30~45°,防爆门至井筒内引风道开口位置长10~15m。4、防止漏风措施风门、密闭、风桥等通风构筑物严格按照质量标准化差不多要求砌筑,并加强治理,定期检查和维修。5、降低风阻措施(1)砌碹巷道应尽可能光滑,力求使巷道光滑平坦,以降低风阻。(2)在容易产生局部阻力地点,应尽量减少局部阻力系数。巷道连接边缘应作成斜线或圆弧形,巷道转弯处应尽量幸免直角转弯或小于90°转弯,并将转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工,必要时设置导风板。(3)在日常通风治理中,应幸免在要紧巷道堆放矿车、堆杂物,巷道应随时修复,保证完整,并有足够的有效通风断面,以利风流畅通。第三节矿井抽放系统目前矿井在前元庄风井工业场地建有瓦斯抽放泵站,并已实现了高、低负压分源抽放系统,其中高负压抽放系统安装两台BE3-720-2BY4水环式真空泵,功率为710KW,泵抽放最大绝对压力为1.2MPa,额定流量为500m³/min,采纳DN630主管及DN355支管进行抽放,用于本煤层回采面预抽、边采边抽;低负压抽放系统安装两台2BE3-520-2BY4水环式真空泵,功率为450KW,泵抽放最大绝对压力为1.0MPa,额定流量为250m³/min,采纳DN630主管及DN325支管进行抽放,用于邻近层、采空区瓦斯抽放。1)、抽放管路系统:①抽放主管选用Ф630mm、Ф377mm管。②干管及支管选用Ф325mm、Ф355mm和Ф250mm不锈钢管。③钻孔观测装置选用Ф75mm铠装胶管与支管连接。④井下每个抽放钻孔全部安设流量观看装置。⑤井下每个采掘工作面抽放主管都安装有在线监测系统和喷粉抑爆装置。2)、抽放设备:①观测设备:利用最先进的CJZ70瓦斯抽放综合参数测定仪3台,进行瓦斯浓度、流量、压力的测定。②钻机配备:矿井打钻设备选用由西安煤科院生产的ZDY1200S型钻机6台、ZDY3200L型矿用履带式坑道钻机2台、ZDY6000LD型矿用履带式坑道千米定向钻机1台。3)、瓦斯抽放方法:多年来,我矿一直采纳邻近层、本煤层和采空区三种瓦斯抽放的方法,实现了综合抽放模式,逐步形成了:①回采面以邻近层、本煤层抽放为主,采空区为辅,做到本煤层先抽后采和边采边抽的抽放方法,从而降低了工作面瓦斯涌出量;②掘进面要紧采纳本煤层抽放,本煤层采纳先抽后掘、边掘边抽的抽放方法进行治理瓦斯。第四节矿井监测系统1、安全监测监控系统:兴无煤矿选用KJ95N型安全监测监控系统,该系统具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、操纵等功能,经升级改造后,完全符合《(AQ1029-2007煤矿安全监控系统规范要求)》,KJ95N型安全监测监控系统,由地面中心站、井下分站、电源箱和矿用传感器、传输电缆和系统软件组成,井上下使用分站38套,安装各类传感器传感器共238个,其中:瓦斯传感器93台、一氧化碳传感器34台、风速传感器8台、温度传感器33台、负压传感器9台、水位传感器5台、开停传感器39台、风门开闭传感器14台、风筒传感器8台、烟雾传感器13台、馈电传感器35台、声光报警传感器30台,氧气传感器10台,各种传感器的安装和使用均符合《煤矿安全规程》的有关规定,用来监测甲烷浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门开关状态、局部通风机开停、要紧通风机开停等,并实现甲烷超限声光报警,断电和甲烷风电闭锁操纵等。瓦斯抽采采纳KJ73N型监控系统(与矿井监测系统兼容),整个系统要紧由地面中心站、抽采泵站监控分站、各种抽采传感器及抽采治理软件组成。可直接接入煤矿安全监控系统高速工业以太环网,连续监测瓦斯抽采管路内的气体温度、负压、正压、浓度等;连续监测瓦斯抽采泵站内泄漏瓦斯浓度、抽采泵轴温、电机轴温及其定子温度。两化融化系统:兴无煤矿基于现行的自动化操纵、信息、网络的新理论和新技术,利用先进的自动化产品、网络产品和工业操纵软件、数据库软件,建设基于工业以太冗余环网的矿井综合信息监测监控系统及安全生产治理系统,使矿井在“采、掘、运、风、水、电、安全、环保”等生产环节全面实现信息化,并将煤炭打算、生产、技术、治理的各个环节,统一在一个网络平台上,形成统一、完整的治理操纵有机整体,实现煤矿企业内部的监控和治理一体化:集成各监控子系统的测点实时数据流、实时报警信息流、测点定义信息流、以及测点分布动态图形等信息流,促进生产调度、经营治理、决策指挥以及各级政府监管的信息化、科学化。目前兴无矿已建设完成的项目有:井上下以太环网光缆敷设建筑面积为600平方米的安全调度监控中心;三排56工位的监控操作台;9.5平方米大屏及32路显示48路监控的工业视频监控系统;小灵通无线通讯和有线电话通讯及语音呼救急救系统;工业电视监控系统安全生产调度治理系统矿井瓦斯监控系统人员定位系统产量监控系统煤炭执法网2、产量监测系统兴无煤矿采纳KJ508产量监测系统,该系统地面安装有音频信号防雷器,称重显示操纵器,开关稳压电源,单相电源防雷器,视频信号防雷器,32/458转按器,吸顶球形摄像头,UPS电池,液晶显示器,网络硬盘、录像机,UPS机头,井下安装有KDW127/5矿用隔爆兼本安型直流稳压电源,IGS-5F矿用本安型分站,GID3000称重传感器,ICS-220J矿用本安型分站,GZD300称重传感器,ICS-220J矿用信息传输接口,能够实时对矿井产量情况进行监测。3、束管监测系统:我矿建有束管监测化验中心,并有专人定期对采空区的各类气体采样化验,并进行分析,如有异常能够及时采取措施,进行处理。4、人员定位系统:兴无煤矿采纳KJ222(A)(1套)人员定位系统,地面监控中心站安装有由计算机、打印机、唯一性检测装置、不间断电源、监控主机、电源避雷器、信号避雷器、H15矿用本安型显示屏、传输接口直流电源、KJ222-J传输接口,KDW51矿用隔爆兼本安直流稳压电源,KDW660/15B矿用隔爆兼本安直流稳压电源,KGE106A本安识不卡,KGE106B本安型识不卡,KGR222-F(A)本安型识不基站,KJ222-F(B)本安型识不子站,矿用传输电缆、矿用电力电缆、矿用传输光缆,第三章自燃防灭火预测第一节煤的自燃机理及煤的自热阻碍因素一、煤的自燃机理1、煤的自燃,其要紧缘故是由于汲取了空气中的氧气,使煤的组成物质氧化产生热量,再被水湿润,就放出更多的湿润热,也会加速煤的自燃。此外,煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来讲是煤的氧化过程。2、煤自燃的不同时期(1)水吸附时期。与其他时期不同,那个时期只是个物理过程,煤与氧可不能发生反应,煤吸附水虽不是煤自燃的全然缘故,但他对煤自热,特不是低品级的煤自热有重要阻碍。当水被煤吸附时会放出大量热,即润湿热。因此,多数情况下该时期对煤的自燃都起着关键作用。(2)化学吸附时期。煤自燃过程首先在那个时期发生化学反应。该时期的反应温度为环境温度至70℃。该过程中煤吸附氧气会产生过氧化物,因而叫做化学吸附时期。化学吸附时期煤重略有增加,并产生气体,其中的CO可作为标准气体,通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报,化学吸附时期需要少量水参加反应。依照煤的品级和类型不同,化学吸附的放热量在5.04~6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解,煤重随之大幅度下降,甚至比原始煤重还要轻。煤中水分的蒸发可带走一些热量,该过程产热量在16.8~75.6J/g间变化。若煤氧化进行到那个时期,想使其不自燃是特不困难的。(3)煤氧复合物生成时期。该时期生成一种稳定的化合物,即煤氧复合物。其反应温度范围为150~230℃。产生的热量25.2~003.4J/g。那个时期煤重又有所增加,煤氧化进行到那个时期必定发生自燃。(4)燃烧初始时期。这是煤氧复合物生成时期到煤快速燃烧时期的过渡时期,煤温达230℃时,煤的反应热为42~243.6J/g,这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。(5)快速燃烧时期。这是煤自热的最后时期,它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否,那个时期可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。假如燃烧充分,其反应热等于煤的发热值。二、煤的自热阻碍因素1、煤质煤质本身对煤自热敏感性有显著的阻碍。(1)煤的品级煤的品级表明了煤的变质程度,常用挥发分含量和含煤量表示。品级低的纯煤自热热敏感性高,而且,随着煤的品能升高其自热敏感性下降。(2)煤的水分含量煤中水分的含量对煤的自燃性有专门大阻碍。水分含量达饱和的煤,特不是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前,煤体不再吸附水分,因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面,自热时的化学反应需要有少量的水分参加。低品级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而,对低品级煤来讲,水分实际上是煤自热的阻化剂。(3)矿物质煤中的矿物成分也叫灰分。它可与氧反应放热增加煤温,而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积,如黄铁矿,它能够汲取氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程;煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。2、开采和贮运的环境因素环境因素对煤自热的阻碍为:可使煤的水分含量发生变化;改变煤氧接触条件:使生产成的热量扩散。可分为:(1)地质因素断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。因而散热没有明显增加,却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。也确实是讲断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。埋藏深的煤层地面漏风较少。采空区遗煤(特不关于厚煤层)因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。(2)开采因素开采因素对煤自燃的阻碍要紧有2个方面,即通风和煤破裂,没有通风或通风充分的地点,煤自燃的可能性较低。而通风不充分地点煤自燃的可能性较大。裂隙漏风是不充分漏分,它制造了煤进一步氧化的条件,而散热条件并未被改善。因此,任何漏风对煤炭自燃来讲差不多上专门危险的。(3)贮运因素在贮存和运输过程中,阻碍煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。第二节开采煤层自燃预测一、煤的自燃分析预测1、煤的自燃预测分析煤的自燃分析预测见下表:煤的自燃分析预测表自燃因素差不多特征本矿条件分析及讲明煤的炭化程度煤的自燃倾向性随煤炭的变质程度增高而降低。挥发份含量越高,煤层自燃发火倾向越强。一般讲来,褐煤易于自燃,烟煤中长焰煤危险性最大,贫煤及挥发分含量在12%以下的无烟煤难以自燃煤岩成分煤岩成分包括有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤。煤层中有集中的镜煤和亮煤,特不是含有丝煤时,煤的自燃倾向性就大;而暗煤多的煤,一般不容易自燃未提供煤的组分及各煤岩成分含量及比例煤的含硫量含硫成分越多,吸氧能力愈大,越易自燃;含黄铁矿、黄铜矿结构较多,也具有自燃危险性本矿各煤层的硫份有的大于1%。4#:1.60~2.71%5#:2.03~3.03%煤层自燃可能性大煤的破裂程度煤的破裂程度大,增加了煤的氧化表面积,煤的氧化速度加快,容易自燃。脆性与风化率大的煤易于自燃未提供煤的破裂程度指标煤层硬度大,脆性与风化率大,自燃可能性大煤的水分水分能加速煤的氧化过程,同时使煤体疏松,造成细微裂缝,加大吸氧能力,并降低着火温度,但过多水分则可抑制煤的氧化作用各煤层的水份:4#:0.59~1.19%5#:0.88~1.32%水分对煤炭自燃阻碍较大温度随着温度的升高,氧化作用加剧。温度由30℃升高至60℃时,吸氧能力要增加3~10倍,假如温度升高达到临界值(70~80℃),则开始迅速氧化,并积极增高温度,导致燃烧本井田属正常地温阻碍不大,操纵作业、设备等发热引起升温地质构造煤层厚度与倾角较大,开采时煤炭损失、破裂程度大,以及围岩等受到破坏,形成裂缝,而煤层较厚还易于局部储热,矿自燃危险性也愈大本矿煤层为缓倾斜薄及中厚煤层,矿区内存在小断层自燃可能性不大,开采时减少煤损开拓开采条件及通风方式矿井开拓方式和开采方法及通风方式选择不合理,往往造成丢煤多,煤柱破裂,漏风严峻,增加自燃的可能性本矿斜井开拓、长壁采煤法,中央分列式通风尽量少丢煤及破坏煤柱,防止采空区漏风2、煤的自燃条件(1)内因火灾的形成必须具备以下四个条件:①具有自燃倾向性的煤,呈破裂状态,并集中堆积;②通风供氧;③蓄热环境;④维持煤的氧化过程不断进展的时刻。要形成自燃,以上四个条件缺一不可,若采取措施破坏其中一个或两个,乃至全部条件,便可有效的防止自燃。(2)煤层自燃进展过程的三个必要条件:①煤层具有自燃倾向性;②有连续的供氧条件;③热量易于积聚。3、煤的自燃预兆煤的自燃通常经历:埋伏时期(低温氧化时期)、自燃时期、着火时期、燃烧时期和熄灭时期,见下表煤的自燃时期及征兆阶段征兆埋伏时期(低温氧化时期)其特征比较隐蔽,煤重略有增加,煤被活化(化学爽朗性增加),着火温度降低。埋伏时期的长短取决于煤的变质程度和外部条件。自然时期其特征是巷道内或老塘及密闭内空气中氧含量降低,一氧化碳、二氧化碳含量逐渐增加,空气湿度增大并成雾状,在支架及巷道壁上有水珠,在自然时期末期温度达100℃出现煤焦油味。着火时期其特征是放出大量一氧化碳、沼气及其它碳氢化合物与水分等。由于那个时期还没有完全燃烧,因此二氧化碳还不明显,火区温度及岩石温度显著升高,在巷道还能够出现专门的火灾气味、烟雾燃烧时期其特征是生成大量二氧化碳,在高温下,分解生成更多的一氧化碳,巷道中出现强烈的火灾气体,烟及明火。火源附近温度高达1000℃左右熄灭时期其特征是二氧化碳的浓度接着增高,氧气和一氧化碳则急骤降低,烟及火焰消逝,灾区空气及岩石温度逐渐降低4、煤碳自热时期的征兆:(1)煤炭自热期的初期时期煤炭自燃过程的预备期结束之后便进入了自热期的初期时期。在现在期的征兆有:1)煤温有所上升但在临界温度60~80℃以下;2)空气中的氧浓度降低;3)空气中的相对湿度增大;4)出现CO2,CO气体。(2)煤炭自热期的后期时期煤炭自热超过临界温度(60~80℃),但尚未达到着火温度出现明火的期间,为自热后期时期。在现在期内,煤温可升高到100℃以上,火源点附近煤炭水份蒸发,开始了干馏现象,生成多种碳氢化合物,出现的征兆:1)火源点附近的空气湿度增大,出现雾气,煤壁挂水珠,挂汗;2)出现煤炭氧化和干馏的产物,如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H5等;3)煤温、水温、空气的温度都有所升高;4)出水酸度增大。芳香族的碳氢化合物气味(煤油味)是井下自然发火最可靠的征兆。这种气味在距火源一定距离之外更为显著,因为芳香族气体在冷却之后才会发生浓郁的香味。二、煤炭自燃的综合防治措施1、煤层自燃的预测预报(1)鉴于煤在低温氧化时期产生CO,因此,CO是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风巷、掘进煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器,若发觉CO浓度超限,便可采纳便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。(2)采纳红外探测法推断高温点的位置,红外探测法其差不多原理是依照红外辐射场的理论,建立火源与火源温度场的对应关系,从而推断出火源点的位置。(3)用钻孔测温辅助监测。对顶煤破裂或有自燃危险的地点,埋设测温探头,定期监测温度变化情况。(4)加强漏风检测。定期采纳示踪气体法,检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。2、预防措施(1)均压通风操纵漏风供氧。均压通风是操纵煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先,要在保证冲淡CH4、风速、气和气人均风量的前提下,全面施行区域性均压通风,其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压,具体实施中,首先形成工作面均压,而后逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。(2)喷浆堵漏、钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆,是防止自然发火的2个有效措施。(3)注凝胶防灭火。采纳注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施,其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中,其作用是既能够封堵漏风通道,又能够吸热降温。第四章矿井防灭火措施第一节开拓开采措施一、选择合理的巷道布置与开采程序1、水平运输大巷布置在煤层中时,采纳锚喷支护或料石、混泥土、砌碹支护,支架后的空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实,或用无腐蚀性、无毒性的材料进行处理。2、采区绞车房等硐室必须采纳不燃性材料支护,设计采纳砌碹或锚喷支护。3、开采顺序:依照矿区范围和矿井的开拓方式,全矿区为二个采区,煤层间的开采顺序:先开采9号煤层、其次开采10号煤层及11号煤层。二、选择合理的采煤方法1、本矿采纳长壁后退式采煤法,回采率高,巷道布置简单,回采速度较快,有较好的防火性。煤层倾角平均在10°,布置为走向长壁工作面,有利于提高工作面生产能力;全部垮落法治理顶板,回采中若采空区遗煤较多,不利于防止采空区煤炭自燃。开采时,要注意观看,加强自燃征兆的早期识不工作,发觉可疑情况及时采取措施,每个工作面回采结束后及时进行采空区及巷道密闭。2、回采后顶板容易冒落,回采工作面采纳全部冒落法治理顶板,本矿4#、5#煤层自燃倾向为Ⅱ级,即自燃煤层。一般来讲开采煤层为自燃煤层易发生采空区的自燃。在回采过程中,应加强治理,尽量一次采全高,不留或少留顶底煤,减少采空区遗煤。3、操纵矿山压力,减少煤柱破裂。三、提高回采率,加快回采进度1、工作面采纳采煤机落煤、装煤,工作面可用刮板输送机运煤,生产中需加强治理,确保适宜的回采进度,可在空间上、时刻上减少煤炭的氧化。2、急时清理运输巷道中因运输过程的撒落的煤炭,工作面尽量不要留煤皮(顶煤或底煤),清洁净回采下来的煤炭,不让其留滞在采空区,提高回采率。总之,合理的采煤方法能够提高矿井先天的抗自燃发火能力,多年来的实践表明,降低煤层自燃发火的可能性要从以下几个方面着手:(1)少丢煤或不丢煤;(2)操纵矿山压力,减少煤柱破裂;(3)合理布置采区;(4)回采时应尽量幸免过分破裂煤体;(5)加快工作面的回采速度,使采空区自热源难于形成;(6)及时密闭已采区和废弃的旧巷;(7)注意选择回采方向,不使采区回风巷过分受压或长时刻维护在煤柱里。第二节通风系统措施一、选择合理的通风系统、通风方法煤层自燃发火期是指在开采过程中暴露的煤炭,从接触空气到发生自通风因素的阻碍要紧表现在采空区、煤柱和煤壁裂缝漏风。自发火期,是自燃发火危险程度在时刻上的量度,发火期愈短的煤层自燃发火危险程度愈大。统计确定煤层最短自燃发火期,对矿井开拓开采以及生产治理都有重要意义。1、实行独立通风。如此可降低矿井总风阻,增大矿井通风能力,减少漏风,易于调节风量;且在发生火灾时便于操纵风流,隔绝火区。2、本矿采纳中央分列式通风方式,各采掘面有独立的进、回风系统。3、矿井采纳抽出式通风方法,工作面采纳长壁后退式回采双“U”形通风方式,采空区漏风小,有利于防止煤层自燃。4、预备采区时,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可回采。二、正确选择通风构筑物的设置地点1、调节风门、风门、风墙等通风设施,应设置在围岩牢固、地压稳定的地点,还应幸免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。2、回风巷中的调节风门应尽量设置在离回风侧较近的一端,进风巷中的调节风门应尽量安设在离进风侧较近的一端。第三节自燃发火观测站设置对开采具有自燃倾向性的煤层时,应及时掌握自燃发火动向,必须作好观测点的建设,气样采集、分析、记录和火灾的推断。要紧有以下原则:1、在全矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站(点),进行系统定期的观测。观测站(点)应设在矿压较小的地点,至少长10m一段支护规整、断面不变,巷道内无风阻物。井下观测站(点)分为固定观测点、移动观测点和临时观测点。2、采区、工作面固定观测站(点):在采区、工作面的回风流建立一个观测站(点),并符合井下测风站的要求。其观测站的位置应使回风观测点能操纵全部回风流。3、移动观测点:在工作面的进回风巷内距工作面10~20m处设置,并随工作面推动而移动的观测点。4、临时观测点:发觉异常现象,为缩小火区范围以便准确查找火源点而增设的观测点。5、本矿井监测点设置:(1)42207综采、53204综采自燃发火观测点设置在工作面回风顺槽距回风口20m处,采纳CO检知管监测,工作面回风顺槽至少每天检测一次。(2)当矿井有自燃发火区时,自燃发火观测点设置于密闭墙侧,每班至少检测一次。另外必须对井下工人进行相关培训,加强预测预报工作,做到预防为主。第五章矿井防灭火系统第一节注浆系统本矿在注浆系统设计及治理方面必须严格按照《煤矿安全规程》2011版的有关规定和《矿井防灭火规范》的相关内容及《煤矿注浆防灭火技术规范》进行设计。一、注浆材料1、注浆材料的种类:黄土、页岩、矿井矸石、粉煤灰等。2、注浆材料成浆性能指标(0.1mm以下级不的样品)应达到如下规定:(1)沉降速度1~10mm/min;(2)临界稳定时刻为20~60min;(3)塑性指数7~14(粉煤灰可小于7);(4)粘度系数(1~2)×10-3Pa.S;(5)氧化镁胶体混合物含量20%~35%;(6)含砂量10%~30%(粉煤灰可小于10%)。3、用矸石、粉煤灰作注浆材料时,须进行氧化性能实验,其指标应达到如下规定:(1)氧化交叉温度在300℃以上;(2)恒温吸氧量小于0.1mL/g;(3)固定碳含量不大于8%,含硫量不大于1.5%,烧失减量不大于20%,发热量不大于2000J/g。4、页岩、矸石必须经破裂、湿式球磨机球磨,其粒度要求在5mm以下,其中尢于0.5mm的粒料应占10%以下,小于0.1mm的粒料应占60%以上。二、要紧注浆参数1、灌浆系数防火灌浆系数为3%~12%,灭火灌浆系数相应加大。采纳粉煤灰浆防火时,灌浆系数为5%~15%。2、土水比矿井防灭火注浆浆液的土水比应为1:2~1:5。在回采工作面洒浆防火时,土水比应为1:2~1:3,本矿设计土水比应为1:3。3、注浆量矿井设计生产能力175万吨/年,矿井注浆量计算:Q=KM(G/rc)×(δ+1)=0.25×0.68×(5000/1.44)×(3+1)=2361.1m3/d式中:Q——矿井日注浆量,m3/d;k——灌浆系数;取值0.25G——矿井日产煤量,1363.6t;δ——土水比的倒数;3M——浆液制成率,取0.68;rc——煤的密度,1.44t/m3;4、制浆方法本矿在制浆方法上可采纳以下几种方法:(1)黄泥浆的制浆方法1)水力制浆采纳人工取土或机械取土,将土疏松,经水力(水枪)冲刷混合成浆。当采纳水枪直接取土时,其供水压力、水流量和台数应能满足取土制浆的要求。水力制浆过程中应严格操纵土水比。2)机械搅拌制浆首先按要求在矿区工业广场修建浆池,将黄土加水在浆池中搅拌成均匀浆液后即可输入井下所需地点。浆池应设2个以上,一个作注浆用,另一个进行搅拌制浆,交替使用。浆池的容积应能保证注浆量的要求。(2)页岩浆和矸石浆方法页岩浆和矸石浆的制浆方法相似,将页岩和矸石破裂后,用湿式球磨机加水球磨成浆,进入输浆管路。(3)粉煤灰浆方法从周边矸石电厂贮料场挖取粉煤灰,运到矿井地面制浆站,将粉煤灰用专门的搅拌筒加水搅拌成浆或用水枪冲搅成浆后直接进入输浆管路。5、注浆期间浆液流量和土水比的测定在注浆期间,每班测定一次浆液的流量和土水比,流量测定可用电磁流量计或体积法,土水比测定可采纳比重法。6、输浆管路依照本矿的制浆方式,井下采纳输浆管路系统。在浆液流人输浆管路前,应设置筛网过滤,网的孔径宜为15~20mm。(1)依照生产过程中收集掌握的情况经计算分析选择主管、支管均采纳直径为100mm的无缝钢管,工作面选用75mm的无缝钢管,钢管壁厚均为6mm满足生产需要。(2)实际工作流速:Q1=Q/nt=633.8/16=39.6m3/hV=4Q1/(3600πd2)=4×39.6/(3600×π×0.1002)=1.4m/s式中:v——管内泥浆的实际工作流速,m/s;Q1——每小时注浆量,m3/h;d——管道内直径,取0.100m;n——每日灌浆班数,2班/d;t——每班纯灌浆实际,8h/班。(4)井下输浆管路应紧靠井巷壁铺设,固定牢固,并涂以防锈漆。(5)每次注浆后应立即用清水冲洗管路。(6)管路铺设:①制浆机→副斜井→轨道下山→472207工作面回风巷(53204工作面回风巷)→422073采空区(53204采空区)6、注浆方法依照本矿的生产条件,可选择以下注浆方法。(1)钻孔注浆,从井下巷道或钻场向注浆区域打注浆钻孔,钻孔开孔孔径应不小108mm,终孔孔径应不小于89mm,封孔要严密,钻孔与输浆管路的连接要牢固,并能承受最大的注浆压力。(2)埋管注浆随着回采工作面推进向采空区内埋设管道进行注浆,出浆口距工作面的距离应不小于15m。(3)密闭墙插管注浆工作面回采后从密闭墙上方的注浆管向采空区注浆。现在,密闭墙的强度应满足注浆的要求,注浆时应派专人监护,一旦发觉有溃浆征兆时,应立即停止注浆。(4)洒浆在回采工作面由输浆管路上接出耐压胶管,向采空区均匀地洒上一层浆液。洒浆时,浆液出口压力应不大于0.3MPa。7、注浆区的排水措施注入采空区的浆液的脱水时刻一般为7~15d,浆液中脱出的水一部分被围岩汲取,一部分滞留在注浆区的下部空间。所有在注浆区应采取相应的排水措施进行排水,具体方法有以下两种,本矿能够依照现场生产视实际需要选择较适应的排水方法。(1)在注浆区下部的密闭墙的底部设置排水孔或溢水孔,在注浆后应随时观看这些密闭墙的排水量的变化情况。(2)在注浆区下部进行采掘前,必须对注浆区进行打钻孔或采取其他措施进行泄水。8、注浆防灭火的效果考察(1)加强对注浆后注浆区温度和气体成分的检测。1)应派专人定期检测注浆灭火区、注浆防火工作面及其采空区内的气温、煤和气出水温度。2)进一步加强火灾束管监测系统或地面气体分析实验室检查和治理。在生产前建立了火灾束管监测系统或地面气体分析实验室,在生产时直接就采纳原火灾束管监测系统或地面气体分析实验室即可,气体分析成份要紧有:氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳。(2)采集气体的地点为:1)回采工作面的回风巷、上隅角、采空区氧化带回风侧;2)通向火区的密闭墙内侧或钻孔内;3)其他需要的地点。采纳人工取样在地面进行气体分析时,应符合以下要求1)取样必须使用专用取样袋或取样器,取样后应在5h内送到地面实验室进行分析;2)注浆防火区域应定期对各取样点取一次样;3)注浆灭火封闭区域内每天取一次样;(3)加强注浆防灭火区的治理1)建立健全防灭火注浆台帐,要紧内容应包括:①注浆区位置;②钻孔工程;③注浆工程;④防灭火密闭墙工程;⑤气体分析及温度记录;⑥泥浆分布状况等。2)火区熄灭标准、注销和启封要求以及防火墙的治理,均应遵循《煤矿安全规程》和《矿井防灭火规范》的规定执行第二节自燃煤层的灭火措施一、对出现煤层自燃火灾的巷道采取对灾区封闭隔绝灭火措施。2、采区生产过程中,必须建立火区治理卡片,绘制火区位置图,建立火区密闭墙、防火隔爆墙治理制度,定期对火区内气体取样化验,只有火区内氧浓度小于5%,不含CO,或CO浓度稳定在0.001%以下,火区内温度小于30度,出水温度小于25度或与火灾发生前的水温相同,且以上指标稳定一个月以上时,方可对火区进行启封。3、掘进过程中还必须加强对小窑的探查工作,严禁误穿小窑。若误穿小窑发觉CO气体,必须立即进行封闭,然后施工钻孔进行注马丽散,为了灭火工作可靠,同时采取在密闭周边进行注浆,施工的密闭必须预留观看孔时刻取样分析。二、密闭防灭火技术措施。密闭防灭火技术要紧适用于采煤工作面回采结束后的采空区、报废的煤巷、煤巷高冒或空洞的自燃火灾防治和直接灭火缺乏条件或有危险或不奏效的外源火灾灭火。1、密闭防灭火技术的使用:(1)必须对发火地点、发火缘故及漏风状况进行详尽的分析,使密闭防灭火技术做到有的放矢、因地制宜。(2)必须正确选择密闭的位置、结构的施工方法,尽可能缩小封闭范围,减少密闭数量,操纵漏风,保证密闭的施工安全和工程质量,提高密闭防灭火的窒息效果。(4)必须选定可靠的观测地点,建立完善的观测制度,随时随地掌握封闭区内的自燃发火趋势或火情变化。2、密闭位置选择(1)密闭位置的选择应在确保施工安全的条件下使封闭范围尽可能小,尽可能靠近火源。(2)密闭位置应选择在动压阻碍小、围岩稳定、巷道规整的巷段内,密闭外侧离巷口应留有4~5m的距离。3、密闭结构选择(1)密闭的总体结构包括墙体和辅助设施,密闭的墙体必须具有足够的承压强度、足够的气密性能和足够的使用寿命,能满足指定的专门使用性能;密闭的辅助设施应依照需要配齐。(2)永久密闭必须采纳不燃性建筑材料。(3)临时密闭要求结构简单严密、材料质量轻、施工方便,完成任务后需要拆除的要便于拆除,有瓦斯爆炸危险时要求防爆。临时密闭一般选用木板密闭、风布密闭、喷塑密闭、砖密闭、石膏密闭或沙(土)袋密闭。(4)永久密闭要求墙体结构稳定严密、材料经久耐用,墙基与巷壁必须紧密结合,连成一体。永久密闭一般采纳掏槽结构,也可采纳锚杆注浆结构。煤巷密闭必须掏槽,帮槽深度为见实煤后0.5m,顶槽深度为见实煤后0.3m,底槽深度为见实煤后0.2m,掏槽宽度大于墙厚0.3m;岩巷不要求掏槽,但必须将松动岩体刨除,见硬岩体。墙身应选用高强度材料砌筑或浇筑,且有足够的厚度,墙厚可参考附录A选择,墙面覆盖层厚度应大于20mm。(5)在倾角超过30°的巷道砌筑密闭时,密闭墙体宜垂直于巷道轴线,并采纳基座结构,用以承受侧压和墙体自重。墙基四周必须嵌入巷帮一定深度,岩壁宜大于0.5m,煤壁宜大于1m。墙体上方可充填河砂、粘土或粉煤灰等惰性材料或予以注浆。4、观测系统的确定(1)火区密闭和防火永久密闭都应在离地板高度为墙高的2/3处设直径不小于25mm的检测口,用于观测压差、气和气取气样;封闭区内高外低处的密闭应安装直径50mm以上放水管,并带有水封结构或安装阀门,离底板高度为0.3m,用于观测水温、释放积水;另外在密闭的顶部还要安装直径不小于100mm的灌浆管,以备灌浆使用。(2)选择封闭区回风侧有代表性的密闭,定期观测封闭区内的气体状态,重点掌握封闭区内气体成分的变化,可靠检验密闭防灭火方案的实施效果。在检测封闭区内的气体浓度时,平常可用气体检测管检测,时期性测定应取样用色谱仪分析。6、封闭区的治理(1)必须绘制封闭系统图(实施后的实际封闭方案图),建立密闭治理卡片或火区治理卡片。所有密闭都必须编号、登记、上图。密闭治理卡片或火区治理卡片内容包括密闭编号、密闭地点、巷道倾角、墙体结构、性能要求、建筑日期及完好程度、维修记录、观测记录等。(2)所有密闭前都必须安设栅栏、警标和记事牌。记事牌内容包括密闭编号、密闭地点、密闭检查观测记录。(3)必须加强密闭的检查和维修,保证密闭完好。(4)在密闭灭火过程中,必须停止火区周围对密闭灭火有阻碍的一切生产活动。7、防灭火效果的强化(1)应加强对整个封闭区的封闭堵漏。封闭区的所有通口均应密闭,所有密闭均应加强维修和堵漏。井下大面积漏风地点宜建立隔绝带实行堵漏。(2)采取均压措施以降低封闭区的漏风压差:设法使封闭区成为通风网络中的角联分支,进行均压调节;设法使封闭区所有密闭同时处于通风系统中的进风侧或回风侧;设法开发与封闭区并联的通路。(3)采取灌注惰性气体的措施能够提高封闭区的惰化程度,关于瓦斯矿井灭火还可起到阻爆的作用。(4)采取注水、注浆、注凝胶等措施能够降低密闭区内部温度,加快灭火速度。8、防灭火效果的观测(1)定期测定封闭区密闭内外压差,进行漏风分析。(2)指定有代表性的回风侧密闭,用气体检测管测定封闭区内、外的O2、CO、CO2和CH4等气体浓度,用分辨率不低于0.2℃的温度计测定封闭区内、外的空气温度及密闭四帮煤、岩温度,每天测定一次。定期用采样球胆采集封闭区气样,送化验室进行气体成分分析。(3)每次测定都必须认真填写观测记录,至少记录观测地点、观测日期和观测人名,并填绘观测曲线。9、防灭火效果的检验(1)依照测定,出现下列现象之一即定为出现自燃发火隐患:1)密闭内出现CO2且呈上升趋势;2)密闭内水温、气温呈上升趋势;3)密闭附近煤温、岩温呈上升趋势。1)密闭内出现烟雾;2)密闭附近煤温、岩温上升超过70℃。2)各回风侧密闭内气温低于30℃或达到发火前温度;3)各密闭内水温低于25℃或达到发火前温度。(4)火区达到熄灭条件需要启封时,能够制定启封方案申报启封。启封时发觉火尚未熄灭应立即进行直接灭火,直接灭火有危险或不奏效时,应立即重新封闭火区。火区治理

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